Unity5中lightmap的坑

Unity5中光照系统替换为Enlighten是非常大的革新。但是对手游来说，好处还未享受到，坑先踩上了。并且是我研究了两天都没有很好的解决办法的深坑。

        我并没有系统的学过图形学，所以以下所说的内容都是自己的理解，可能存在错误的地方，敬请见谅。

        所谓lightmap，就是用一组预先烘焙好的贴图来替代运行时光影计算。在Unity5之前使用的是beast系统，Unity5使用的是enlighten系统，新系统的好处是支持运行时光照计算，支持全局光。

        作为使用者来说就是两个部分，一个是烘焙的部分，一个是加载的部分。

         Unity5的lighting分页中有两个勾选，一个是precompute GI，一个是baked GI。一般来说手游还是无法承载precompute的计算量，从效率的角度考虑这两个GI系统在一个场景中只开启一个。我们使用baked GI，其实也就跟之前的光照系统差不多了。另外烘焙的过程真心慢（万一同时勾选了两个GI，那么就是慢上加慢），GI Cache文件夹如果不限制大小的话，动辄几十G，可见其计算量。

         烘焙如果勾上auto则所有的烘焙结果存在GI Cache文件夹下，一般这种模式没有什么价值。点击Bake按钮进行烘焙，烘焙完成后会生成跟场景同名的文件夹，里面有光照贴图和一个lightmapsnapshot.asset文件。这个文件就是第一个坑。

         光照贴图的加载原理其实很简单，每个renderer中记录了一个lightmapindex和lightmapscaleoffset，LightmapSetting中有一个全局的光照贴图的数组，包含当前场景中所有光照贴图的索引。每个renderer根据index和offset确定自己应该使用光照贴图的哪个部分，最终渲染出实际带光影的效果。

         原本这些数据是存在每个renderer里面的，也即存在scene或者是prefab中。但是Unity5为了多场景合作编辑，把这些数据移到snapshot文件中了。场景中不再保存这些信息，snapshot中保存了场景中的renderer对应的光照数据是什么。但是Unity并没有提供访问snapshot的方法。所以原本很简单的问题在这里变得非常恶心。

          由于snapshot中保存的是当前场景中的renderer的信息，所以拷贝新的renderer或者在代码中实例化一个物体都是没有光照信息的。如果场景中的物体保存为prefab，则光照信息也会丢失，因为此时场景中关联的是一个prefab文件，而场景物件是保存在prefab中的。

         补充说明，snapshot中根据GameObject的udid来保存对应的光照信息。所以只要udid不变，则光照信息正常，只要改变，则光照信息丢失。所以新实例化的物体是没有光照信息的，这个要自己手动设置（其实也很简单，把原物体所有Renderer中的光照信息赋值给新物体中对应的Renderer就好）。 如果烘焙的时候物体不是Prefab，后来保存为Prefab，或者原来烘焙的时候是Prefab，后来取消Prefab的关联，这两个操作都会使光照信息丢失。

         一个简单的解决办法是将光照信息保存在一个组件上面，然后加载场景或者物体的时候再恢复。代码如下：

PrefabLightmapDataEditor.cs

 using UnityEngine;
 using UnityEditor;
 using System.Collections;
 using System.Collections.Generic;

 public class PrefabLightmapDataEditor : Editor
 {
     // 把renderer上面的lightmap信息保存起来，以便存储到prefab上面
     [MenuItem("GameObject/Lightmap/Save", false, 0)]
     static void SaveLightmapInfo ()
     {
         GameObject go = Selection.activeGameObject;
         if (go == null) return;
         PrefabLightmapData data = go.GetComponent<PrefabLightmapData>();
         if (data == null) {
             data = go.AddComponent<PrefabLightmapData>();
         }

         data.SaveLightmap();
         EditorUtility.SetDirty(go);
     }

     // 把保存的lightmap信息恢复到renderer上面
     [MenuItem("GameObject/Lightmap/Load", false, 0)]
     static void LoadLightmapInfo()
     {
         GameObject go = Selection.activeGameObject;
         if (go == null) return;

         PrefabLightmapData data = go.GetComponent<PrefabLightmapData>();
         if (data == null) return;

         data.LoadLightmap();
         EditorUtility.SetDirty(go);

         new GameObject();
     }

     [MenuItem("GameObject/Lightmap/Clear", false, 0)]
     static void ClearLightmapInfo()
     {
         GameObject go = Selection.activeGameObject;
         if (go == null) return;

         PrefabLightmapData data = go.GetComponent<PrefabLightmapData>();
         if (data == null) return;

         data.m_RendererInfo.Clear();
         EditorUtility.SetDirty(go);
     }
 }

PrefabLightmapData.cs

 using UnityEngine;
 using System.Collections;
 using System.Collections.Generic;
 using UnityEngine.Rendering;

 public class PrefabLightmapData : MonoBehaviour
 {
     [System.Serializable]
     public struct RendererInfo
     {
         public Renderer     renderer;
         public int          lightmapIndex;
         public Vector4      lightmapOffsetScale;
     }

     public List<RendererInfo> m_RendererInfo;

     void Awake ()
     {
         LoadLightmap();
         Debug.Log("--------------------------------------------");
         var renderers = GetComponentsInChildren<MeshRenderer>();
         foreach (var item in renderers) {
             Debug.Log(item.lightmapIndex);
         }

         //      if (m_RendererInfo == null || m_RendererInfo.Count == 0)
         //          return;
         //
         //      var lightmaps = LightmapSettings.lightmaps;
         //      var combinedLightmaps = new LightmapData[lightmaps.Length + m_Lightmaps.Count];
         //
         //      lightmaps.CopyTo(combinedLightmaps, 0);
         //      for (int i = 0; i < m_Lightmaps.Count; i++)
         //      {
         //          combinedLightmaps[i+lightmaps.Length] = new LightmapData();
         //          combinedLightmaps[i+lightmaps.Length].lightmapFar = m_Lightmaps[i];
         //      }
         //
         //      ApplyRendererInfo(m_RendererInfo, lightmaps.Length);
         //      LightmapSettings.lightmaps = combinedLightmaps;
     }

     public void SaveLightmap()
     {
         m_RendererInfo.Clear();

         var renderers = GetComponentsInChildren<MeshRenderer>();
         foreach (MeshRenderer r in renderers) {
             if (r.lightmapIndex != -1) {
                 RendererInfo info = new RendererInfo();
                 info.renderer = r;
                 info.lightmapOffsetScale = r.lightmapScaleOffset;
                 info.lightmapIndex = r.lightmapIndex;

 //                Texture2D lightmap = LightmapSettings.lightmaps[r.lightmapIndex].lightmapFar;
 //
 //                info.lightmapIndex = m_Lightmaps.IndexOf(lightmap);
 //                if (info.lightmapIndex == -1) {
 //                    info.lightmapIndex = m_Lightmaps.Count;
 //                    m_Lightmaps.Add(lightmap);
 //                }

                 m_RendererInfo.Add(info);
             }
         }
     }

     public void LoadLightmap()
     {
         if (m_RendererInfo.Count <= 0) return;

         foreach (var item in m_RendererInfo) {
             item.renderer.lightmapIndex = item.lightmapIndex;
             item.renderer.lightmapScaleOffset = item.lightmapOffsetScale;
         }
     }
 }

            场景中的光照贴图的设置跟之前版本一样，直接设置LightmapSetting中的lightmap数组就可以了，光照贴图同样可以打包成assetbundle，只要能够正确的加载并设置就可以。

            如果我们有做地图动态生成、动态加载等需求，那么就必须要自己处理lightmap的加载。大体思路是将场景中物体的光照信息（lightmapindex等）和当前场景的光照贴图（lightmapsetting中获取）保存成一个配置，然后运行时自己加载这些信息。不过这样做有一个前提是场景中的物体一定不能做成prefab，原因如前文所述。

            如果不考虑场景的动态更新，那么就简化很多。一个场景一个Scene，每个场景自己烘焙，然后使用LoadLevelAdditive加载场景就可以了。Unity可以正确处理好光照贴图的合并和索引的更新。